KR20070050791A - 오엘이디 소자의 에이징 방법 - Google Patents

Abstract

에이징 공정 후 양품, 불량품을 보다 확실히 판단할 수 있도록 한 오엘이디 소자의 에이징 방법이 제공된다. 본 발명에 의한 오엘이디 소자의 에이징 방법은, 오엘이디 소자의 에이징 방법에 있어서, 상기 오엘이디 소자의 양품, 불량품을 판단하기 위하여 상기 오엘이디 소자에 소정의 직류 전압을 복수회 인가하는 것을 특징으로 한다.

오엘이디, 에이징, 직류 전압, 양품, 불량품

Description

오엘이디 소자의 에이징 방법{Aging method of organic light emitting diode device}

도 1은 일반적인 오엘이디 소자의 구조를 개략적으로 나타내 보인 단면도이다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 오엘이디 소자를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 오엘이디 소자의 에이징 방법을 설명하기 위해 도시한 도면이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

110: 스캔라인용 쇼팅바 120: 데이터라인용 쇼팅바

130: 스캔라인 140: 데이터라인

본 발명은 오엘이디 소자에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 양품, 불량품의 판단을 보다 확실히 할 수 있도록 한 오엘이디 소자의 에이징 방법에 관한 것이다.

최근 표시장치의 대형화에 따라 공간 점유가 적은 평면표시소자의 요구가 증대되고 있는데, 이러한 평면표시소자 중 하나로서 오엘이디(Organic Light Emitting Diode) 소자의 기술이 빠른 속도로 발전하고 있으며, 이미 여러 시제품들이 발표된 바 있다.

오엘이디 소자는 ITO와 같은 투명전극인 양극과 일함수가 낮은 금속(Ca, Li, Al : Li, Mg : Ag 등)을 사용한 음극 사이에 유기 박막층이 있는 구조로 구성되어 있으며, 이와 같은 오엘이디 소자에 순방향의 전압을 가하면 양극과 음극에서 각각 정공과 전자가 주입되고, 주입된 정공과 전자는 결합하여 엑시톤(exciton)을 형성하고, 엑시톤이 발광 재결합(Radiative Recombination)을 하게 되는데 이를 전기발광 현상이라 한다.

여기서, 유기 박막층은 단일 물질로 제작할 수 있으나, 일반적으로 여러 유기물질의 다층 구조를 주로 사용한다. 이때, 오엘이디 소자를 다층 박막 구조로 제작하는 이유는 유기 물질의 경우 정공과 전자의 이동도가 크게 차이가 나므로 정공 전달층(HTL)과 전자 전달층(ETL)을 사용하면 정공과 전자가 유기 발광층(EML)으로 효과적으로 전달될 수 있기 때문이다.

이렇게 하여 유기 발광층에서 정공과 전자의 밀도가 균형을 이루도록 하면 발광 효율이 높아지게 된다.

또한, 경우에 따라서는 양극과 정공 전달층 상에 전도성 고분자 또는 Cu-PC 등의 정공 주입층(HIL)을 추가로 삽입하여 정공 주입의 에너지 장벽을 낮추며, 더 나아가 음극과 전자 전달층 사이에 LiF 등의 약 5 ~ 10Å 정도의 얇은 완충층(전자 주입층(EIL))을 추가하여 전자 주입의 에너지 장벽을 줄여서 발광 효율을 증가시키고 구동 전압을 낮춘다.

다만, 이때 유기 박막층이 고분자 물질로 형성된 경우에는 정공 주입층 및 정공 전달층이 하나의 층으로 형성되어 구성되고, 또한 전자 전달층 및 전자 주입층은 형성되지 않는 경우가 일반적이다.

도 1은 일반적인 오엘이디 소자의 구조를 개략적으로 나타내 보인 단면도이다.

도 1을 참조하면, 종래의 오엘이디 소자는 기판(10), 양극(20), 정공 주입층(30), 정공 수송층(40), 유기 발광층(50), 전자 수송층(60), 전자 주입층(70) 및 음극(80)을 포함한다.

여기서, 음극(Cathode)(80)은 작은 일함수를 갖는 금속인 Ca, Mg, Al 등이 쓰이고, 이는 전극(80)과 유기 발광층(50) 사이에 형성되는 장벽(barrier)을 낮춤으로써 전자 주입에 있어 높은 전류 밀도(current density)를 얻을 수 있기 때문이며, 이를 통해 소자의 발광효율을 증가시킬 수 있게 된다.

한편, 양극(anode)(20)은 정공 주입을 위한 전극으로 일함수가 높고 발광된 빛이 소자 밖으로 나올 수 있도록 투명 금속 산화물을 사용하며, 가장 널리 사용되는 정공 주입 전극으로는 ITO(indium tin oxide)로서, 두께는 약 30nm 정도이다.

또한, 유기 발광층(50)은 양극(20)과 음극(80)에서 각기 주입된 정공과 전자가 결합하여 형성된 액시톤이 기저상태로 떨어지면서 빛이 발광되는 층으로, 재료 로 Alq3, Anthracene등의 저분자 유기물질, 또는 PPV(poly(p-phenylenevinylene)), PT(polythiophene) 등과 그들의 유도체들인 고분자 유기물질들이 사용된다.

또한, 정공 주입층(30) 및 정공 수송층(40), 전자 수송층(60) 및 전자 주입층(70)은 각각 정공 및 전자의 이동도를 높이기 위하여 각각 양극(20)과 유기 발광층(50) 사이 및 음극(80)과 유기 발광층(50) 사이에 게재되어 형성되는 것이다.

이러한 각 층들은 저분자 또는 고분자 유기 물질로 이루어지며 상기 수송층의 조합을 통해 양자효율을 높이고, 캐리어(전자 또는 정공)들이 직접 주입되지 않고 수송층 통과의 2단계 주입과정을 통해 구동전압을 낮출 수 있다.

또한, 유기 발광층(50)에 주입된 전자와 정공이 유기 발광층(50)을 거쳐 반대편 전극으로 이동시 반대편 수송층에 막힘으로써 재결합 조절이 가능하여, 이를 통해 발광효율을 향상시킬 수 있는 것이다.

단, 도 1은 종래의 저분자 오엘이디 소자의 구성을 중심으로 도시한 것이며, 고분자 오엘이디 소자의 경우에는 정공 수송층(40) 및 전자 수송층(60), 전자 주입층(70)이 일반적으로 형성되지 않는다.

또한, 일예로 고분자 유기 EL을 이용하여 유기 EL 소자의 패널 제작하는 경우, 상기 유기 박막층의 제조 공정 시 용액 상으로 스핀 코팅 또는 잉크젯 방법 등에 의해 고분자 유기 발광층을 도포한 후 발광층 내에 남아 있는 용매를 제거하기 위하여 건조과정을 거치기도 한다. 단, 빠르게 코팅 중에 용매를 증발시키는 방법을 이용하면 추가적인 건조과정을 거치지 않기도 한다.

이때, 열처리를 통하여 생성된 열적 스트레스(thermal stress)와 최종적으로 받는 열적 스트레스의 방향이 반대이기 때문에 상기와 같은 열처리를 해주게 되면 그만큼 최종 완성된 소자의 열적 안정성이 증가하게 된다.

이와 같이 완성된 오엘이디 소자의 구동에 앞서, 소자가 장시간이 지나면서 안정화되는 것을 단시간 내에 안정화시켜 소자의 성능을 향상시키는 공정을 수행하는데, 이러한 공정을 에이징(Aging) 공정이라 한다.

그런데, 종래에는 이러한 에이징 공정 후 양품, 불량품 판단의 근거로 패널 IV를 1회 측정하여 패널 특성을 파악하고, 그 후에 모듈화 과정을 수행했다. 하지만, 에이징 공정 후 패널 IV를 1회 측정하여 양품인 것으로 분류되더라도 모듈화 과정 후 라인 결함(Line Defect)으로 인한 진행성 불량이 발생하는 문제점이 있다.

따라서, 에이징 공정 후 양품, 불량품을 보다 확실히 판단할 수 있는 오엘이디 소자의 에이징 방법의 개발이 요구되고 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 에이징 공정 후 양품, 불량품을 보다 확실히 판단할 수 있도록 한 오엘이디 소자의 에이징 방법을 제공하는 데에 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기의 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 오엘이디 소자의 에이징 방법은, 오엘이디 소자의 에이징 방법에 있어서, 상기 오엘이디 소자의 양품, 불량품을 판단하기 위하여 상기 오엘이디 소자에 소정 범위 내의 직류 전압만을 복수회 인가하는 것을 특징으로 한다.

상기 직류 전압은 -25V 내지 10V 범위 내의 직류 전압 값을 포함하는 것이 바람직하다.

상기 직류 전압은 상기 오엘이디 소자에 -25V로부터 10V까지 순차적으로 인가되는 것이 바람직하다.

상기 직류 전압은 0.1V 간격으로 인가되는 것이 바람직하다.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 첨부 도면들에 포함되어 있다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 오엘이디 소자를 개략적으로 도시한 도면이 다. 그리고 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 오엘이디 소자의 에이징 방법을 설명하기 위한 도면으로서, 에이징 시 오엘이디 소자에 인가되는 전압을 나타내 보인 파형도이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 먼저 스캔라인용 쇼팅바(110)와 데이터라인용 쇼팅바(120)를 각각 음극(-) 및 양극(+) 단자로 설정한다. 여기서, 스캔라인용 쇼팅바(110)는 패널 상에 형성된 스캔라인(130)과 전기적으로 연결되며, 데이터라인용 쇼팅바(120)는 패널 상에 스캔라인(130)과 수직 교차하는 방향으로 형성된 데이터라인(140)과 전기적으로 연결된다.

다음에, 스캔라인용 쇼팅바(110) 및 데이터라인용 쇼팅바(120)에 전압을 인가하여 오엘이디 소자(150)에 소정 범위 내의 직류 전압, 바람직하게는 -25V 내지 10V 범위 내의 직류 전압 값이 인가되도록 한다. 이때, 오엘이디 소자(150)에 인가되는 직류 전압은 -25V로부터 10V까지 0.1V 간격으로 순차적으로 인가되는 것이 바람직하다.

예를 들면, 도 3에 도시한 바와 같이 처음에는 오엘이디 소자(150)에 -25V의 직류 전압 값을 인가하고, 그 다음에는 -24.9V의 직류 전압 값을 인가하고, 그 다음에는 -24.8V의 직류 전압 값을 인가하는 방식으로, -25V에서부터 10V에 이를 때까지 0.1V 간격으로 직류 전압을 순차적으로 인가한다.

이때, 본 발명의 실시예에 따른 오엘이디 소자의 에이징 방법에서는, 오엘이디 소자(150)에 전압을 인가할 때 각 전압별 전류 값을 측정하여 소자의 양품, 불량품을 판단하는 종래의 방법과는 달리, 오엘이디 소자(150)에 전압을 인가할 때 각 전압별 전류 값을 측정하지 않는다.

이렇게 오엘이디 소자(150)에 전압을 인가할 때 각 전압별 전류 값을 측정하지 않는 이유는, 오엘이디 소자(150)에 전압을 인가할 때 각 전압별 전류 값을 측정하여 소자가 양품인 것으로 판단되었음에도 불구하고, 모듈화 공정을 수행한 이후에 라인 결함으로 인한 진행성 불량이 발생하기 때문이다.

이에, 본 발명의 실시예에서는, 오엘이디 소자(150)에 전압을 인가 시 각 전압별 전류 값을 측정하지 않고 -25V 내지 10V 범위 내의 직류 전압 값만을 0.1V 간격으로 -25V에서 10V까지 순차적으로 복수회 인가한다.

이에 따라, 제조공정 시간(Tack Time)(특히, 에이징 시간)을 단축할 수 있으며 드라이브 IC의 소모량을 줄여 제조비용을 절감시킬 수 있는 효과를 가져올 수 있다.

이상 첨부된 도면 및 표를 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

본 발명의 실시예에 따른 오엘이디 소자의 에이징 방법에 의하면, 오엘이디 소자에 소정 범위 내의 직류 전압 값만을 복수회 인가함으로써, 에이징 공정 후 양품, 불량품을 보다 확실히 판단할 수 있다. 이에 따라, 공정 시간을 단축시킬 수 있으며, 드라이브 IC의 소모량을 줄여 제조비용을 절감할 수 있다.

Claims (4)

1. 오엘이디 소자의 에이징 방법에 있어서,

   상기 오엘이디 소자의 양품, 불량품을 판단하기 위하여 상기 오엘이디 소자에 소정 범위 내의 직류 전압만을 복수회 인가하는 것을 특징으로 하는 오엘이디 소자의 에이징 방법.
2. 제1항에 있어서,

   상기 직류 전압은 -25V 내지 10V 범위 내의 직류 전압 값을 포함하는 것을 특징으로 하는 오엘이디 소자의 에이징 방법.
3. 제2항에 있어서,

   상기 직류 전압은 상기 오엘이디 소자에 -25V로부터 10V까지 순차적으로 인가되는 것을 특징으로 하는 오엘이디 소자의 제조 방법.
4. 제3항에 있어서,

   상기 직류 전압은 0.1V 간격으로 인가되는 것을 특징으로 하는 오엘이디 소 자의 에이징 방법.

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